16位航空专用CPU运算及控制部件的设计

【类型】学位论文

【作者】张志伟 

【关键词】 CPU 指令 算术逻辑单元 微程序控制

【摘要】本论文课题来源于军用项目：16位航空专用处理器芯片的设计。 本文首先分析了该款CPU的指令系统，为后续设计提供理论依据，然后根据CPU的功能及硬件结构特点对CPU进行总体设计，其中主要针对运算部件和控制部件两部分的设计展开论述。 运算部件设计中，在算法分析基础上，从芯片面积与速度等因素综合考虑，本文采用分组超前进位的思想设计并实现了加法器，同时还设计了移位部件，并将乘除法运算建立在加法器的硬件基础之上，采用传统的手工进行乘法的普通算法设计乘法器，采用恢复迭代算法设计除法器。最后在Cadence仿真环境下进行仿真，验证了设计的正确性，结果表明此设计可以满足CPU运算速度与芯片面积的要求。 控制部件设计中，首先完成了程序计数器的设计，然后设计了指令寄存器与指令译码器，并在分析微程序控制与硬布线控制两种设计方法基础上，根据指令系统以及CPU性能指标的要求，采用微程序控制方法设计CPU的控制器，并完成了整个设计流程，同时通过仿真验证了设计的正确性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】西安电子科技大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】向健勇

【读秀链接】读秀链接